[go: up one dir, main page]

RU2825014C1 - Reciprocating motion generator - Google Patents

Reciprocating motion generator Download PDF

Info

Publication number
RU2825014C1
RU2825014C1 RU2024105586A RU2024105586A RU2825014C1 RU 2825014 C1 RU2825014 C1 RU 2825014C1 RU 2024105586 A RU2024105586 A RU 2024105586A RU 2024105586 A RU2024105586 A RU 2024105586A RU 2825014 C1 RU2825014 C1 RU 2825014C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
elastic elements
generator
magnets
fastening
fixed
Prior art date
Application number
RU2024105586A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Александрович Андреев
Original Assignee
Александр Александрович Андреев
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Александрович Андреев filed Critical Александр Александрович Андреев
Application granted granted Critical
Publication of RU2825014C1 publication Critical patent/RU2825014C1/en

Links

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: reciprocating motion generator includes movable and fixed parts, rectifier, contacts. Movable part is formed by a magnetic system comprising an external and an internal part interconnected by a plate. Each of the parts consists of two or more levels of magnets arranged in a circle. Identical poles of magnets of external and internal parts are directed in different directions. Fixed part is formed by a set of two or more levels-units of coils. Generator is equipped with a system of resilient elements consisting of an upper and a lower level-unit of resilient elements located and attached from above and from below to the movable part. Such design provides protection of magnets from vibration and impact external loads and possibility of controlling resonance frequency of movable parts and amplitude of oscillation of magnets in axial direction relative to coil due to design, shapes and thickness of upper and lower levels-units of resilient elements, having the possibility of elastically deforming in radial direction in plane of location of upper and lower levels-units of resilient elements.
EFFECT: increased reliability and efficiency of generator.
1 cl, 17 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромагнитным генераторам, и может быть использовано в автономных системах электроснабжения.The invention relates to electrical engineering, namely to electromagnetic generators, and can be used in autonomous power supply systems.

Известен генератор возвратно-поступательного движения, включающий корпус, подвижные и неподвижные части, выпрямитель, контакты. (RU 2496216 C1, 20.10.2013).A reciprocating motion generator is known, including a housing, moving and fixed parts, a rectifier, and contacts. (RU 2496216 C1, 20.10.2013).

Недостатками известного генератора являются недостаточно высокий КПД, невысокий уровень удобства эксплуатацииThe disadvantages of the well-known generator are its insufficiently high efficiency and low level of ease of use.

Известен в качестве ближайшего аналога магнитоэлектрический генератор колебательного движения, содержащий корпус с основаниями, ротор, статор, электропроводящие контура, элементы упругой подвески и балансировочный груз, причем генератор содержит, по меньшей мере, два статора, которые размещены на нижнем основании вдоль нижнего электропроводящего контура равноудаленно друг от друга вокруг центральной вертикальной оси генератора и обращены к ней одноименными полюсами, в состав каждого из дополнительных статоров введены два линейных постоянных магнитных элемента, установленных осевой магнитной линией перпендикулярно горизонтальной плоскости нижнего основания и ориентированных к нижнему основанию генератора противоположными полюсами, при этом каждая пара нижних и верхних противоположных полюсов плотно соединены с парой, соответственно, нижних и верхних обращенных друг к другу магнитопроводов, между которыми размещены витки проводников обмотки, соответственно, нижнего и верхнего электропроводящих контуров. (RU 2368056 C1, 20.09.2009).Known as the closest analogue is a magnetoelectric generator of oscillatory motion, comprising a housing with bases, a rotor, a stator, conductive circuits, elastic suspension elements and a balancing weight, wherein the generator comprises at least two stators, which are placed on the lower base along the lower conductive circuit equidistant from each other around the central vertical axis of the generator and facing it with like poles, each of the additional stators includes two linear permanent magnetic elements installed with an axial magnetic line perpendicular to the horizontal plane of the lower base and oriented towards the lower base of the generator with opposite poles, wherein each pair of lower and upper opposite poles is tightly connected to a pair of, respectively, lower and upper magnetic cores facing each other, between which the turns of the winding conductors of, respectively, the lower and upper conductive circuits are placed. (RU 2368056 C1, 20.09.2009).

Недостатками известного магнитоэлектрического генератора колебательного движения являются высокая вероятность разрушения магнитов в процессе эксплуатации генератора, по причине того, что нагрузка от вагона через корпус генератора передается непосредственно на магниты, жестко закрепленные на корпусе генератора, кроме того необходимо выборочно изменять массы балансировочных грузов после первичной сборки для устранения дисбаланса в вертикальном колебательном движении электропроводящих контуров, возникающего вследствие несимметричности и неплотности укладки электрических проводников в многовитковой катушке контуров, кроме того резонанс достигается установкой необходимого количества балансировочных грузиков, при этом частота собственных механических колебаний электропроводящих контуров требует корректировки при сборке или настройке как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения, числом и жесткостью элементов упругой подвески, что усложняет конструкцию, ее сборку, эксплуатацию и обслуживание.The disadvantages of the known magnetoelectric generator of oscillatory motion are the high probability of destruction of magnets during the operation of the generator, due to the fact that the load from the car through the generator housing is transmitted directly to the magnets rigidly fixed to the generator housing, in addition, it is necessary to selectively change the masses of the balancing weights after the initial assembly to eliminate the imbalance in the vertical oscillatory motion of the conductive circuits, which occurs due to the asymmetry and looseness of the laying of electrical conductors in the multi-turn coil of the circuits, in addition, resonance is achieved by installing the required number of balancing weights, while the frequency of natural mechanical oscillations of the conductive circuits requires adjustment during assembly or adjustment both upward and downward, by the number and rigidity of the elastic suspension elements, which complicates the design, its assembly, operation and maintenance.

Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении удобства эксплуатации и повышении КПД выработки электроэнергии за счет обеспечения возможности колебаний подвижной части относительно неподвижной во всех направлениях осей декартовой системы координат за счет упругих элементов, в качестве которых использованы пружинные элементы определенной конструкции, формы и толщины, кроме того упрощении сборки изобретения, что достигается уменьшением количества деталей и операций по их установке, обеспечении защиты магнитов от вибрационных и ударных нагрузок со стороны вагона, что достигается за счет подпружиненной их установке относительно корпуса генератора, причем конструкция, форма и толщина исполнения верхнего и нижнего уровней-блоков упругих элементов обеспечивает необходимую упругую деформацию в радиальном направлении в плоскости расположения верхнего и нижнего уровней-блоков упругих элементов, кроме того в увеличении ресурса, за счет жесткой фиксации катушки и проводов, отходящих от катушки, на корпусе генератора, при этом магниты перемещаются относительно катушки и основания генератора.The technical result of the claimed invention consists in increasing the ease of use and increasing the efficiency of power generation by providing the possibility of oscillations of the moving part relative to the fixed part in all directions of the axes of the Cartesian coordinate system due to elastic elements, which are spring elements of a certain design, shape and thickness, in addition to simplifying the assembly of the invention, which is achieved by reducing the number of parts and operations for their installation, ensuring the protection of the magnets from vibration and impact loads from the car, which is achieved due to their spring-loaded installation relative to the generator housing, wherein the design, shape and thickness of the upper and lower levels-blocks of the elastic elements ensure the necessary elastic deformation in the radial direction in the plane of the location of the upper and lower levels-blocks of the elastic elements, in addition to increasing the service life, due to the rigid fixation of the coil and wires extending from the coil, on the generator housing, wherein the magnets move relative to the coil and the base of the generator.

Указанный технический результат достигается тем, что в генераторе возвратно-поступательного движения, включающем подвижную и неподвижную части, магнитопроводы, выпрямитель, контакты, неподвижная часть образована основанием, имеющим, по меньшей мере, одно отверстие для крепления неподвижной части генератора на транспортном средстве, укрепленные на нем шпильки с длинными и короткими втулками, верхнюю и нижнюю крепежные пластины и, по меньшей мере, комплектом состоящим из двух или более уровней-блоков катушек, каждая из которых выполнена из единой медной проволоки, соединена с выпрямителем и зафиксирована между оправкой стыковочной и оправкой крепежной и плоскостями удержания катушек от перемещения их как вдоль оси симметрии генератора, так и в направлении от оси симметрии, при этом каждый из двух или более уровней-блоков катушек закреплен одним концом между собой, а другим концом закреплен на верхней крепежной и нижней крепежной пластине, причем каждая из пластин имеет отверстие для установки в них уровней блоков катушек путем размещения в отверстиях крепежных оправок, при этом оправки стыковочные соседних уровней блоков катушек зафиксированы между собой посредством стыковочных пазов, выполненных на них, причем верхняя крепежная пластина размещена на промежуточных втулках, каждая из которых одним концом контактирует с ней, а вторым концом - с нижней крепежной пластиной, которая через нижние опорные втулки размещена на основании; подвижная часть образована магнитной системой, включающей внешнюю и внутреннюю части, соединенные между собой пластиной, имеющей отверстия, причем каждая из внешней и внутренней частей состоит, по меньшей мере, из двух или более уровней магнитов, расположенных по кругу, центр которого находится на оси симметрии генератора, причем одноименные полюса магнитов в внешней части и магнитов в внутренней части направлены в разные стороны вдоль оси, и магниты распределены между собой посредством сепаратора внешней части и сепаратора внутренней части, выполненных из диэлектрического материала, и имеет магнитопроводы для скрепления в каждой из внешней и внутренней частей магнитов и сепараторов, причем подвижная часть установлена на шпильках в неподвижной части и сопряжена с ней с минимальным технологическим зазором между подвижной частью и неподвижной частью; при этом генератор снабжен системой упругих элементов для обеспечения колебательных движений подвижной части относительно неподвижной части, состоящей из верхнего уровень-блока упругих элементов и нижнего уровень-блока упругих элементов, каждый верхний и нижний уровень-блоки упругих элементов выполнены составным или единым упругим элементом таким образом, что обеспечивается возможность возвратно поступательного пружинящего перемещения подвижной части генератора в осевом направлении и частичного пружинящего перемещения подвижной части генератора в радиальном направлении и, по меньшей мере, одной шпилькой соединен с неподвижной частью, а другой шпилькой соединен с подвижной частью, причем между подвижной частью и верхним уровень-блоком упругих элементов и нижним уровень-блоком упругих элементов установлены длинные втулки, а между неподвижной частью и нижним уровень-блоком упругих элементов установлены короткие втулки. При этом верхний и нижний уровень-блоки упругих элементов могут быть выполнены составными: из трех и более упругих элементов по форме и с возможностью соединения по осям крепления; или верхний и нижний уровень-блоки упругих элементов выполнены составными: из трех и более упругих элементов по форме и с возможностью соединения по осям крепления.The specified technical result is achieved in that in a reciprocating motion generator, including a movable and fixed part, magnetic circuits, a rectifier, contacts, the fixed part is formed by a base having at least one opening for fastening the fixed part of the generator to a vehicle, studs with long and short bushings fixed thereto, upper and lower fastening plates and at least a set consisting of two or more coil block levels, each of which is made of a single copper wire, connected to the rectifier and fixed between the docking mandrel and the fastening mandrel and planes for holding the coils from moving them both along the axis of symmetry of the generator and in the direction from the axis of symmetry, wherein each of the two or more coil block levels is fixed at one end to each other, and the other end is fixed to the upper fastening and lower fastening plates, wherein each of the plates has an opening for installing the coil block levels in them by placing fastening mandrels, wherein the connecting mandrels of adjacent levels of the coil blocks are fixed to each other by means of connecting grooves made on them, and the upper fastening plate is placed on intermediate bushings, each of which contacts it with one end, and with the other end - with the lower fastening plate, which is placed on the base through the lower support bushings; the movable part is formed by a magnetic system including an external and internal part connected to each other by a plate having openings, wherein each of the external and internal parts consists of at least two or more levels of magnets arranged in a circle, the center of which is located on the axis of symmetry of the generator, wherein the same poles of the magnets in the external part and the magnets in the internal part are directed in different directions along the axis, and the magnets are distributed among themselves by means of a separator of the external part and a separator of the internal part, made of a dielectric material, and has magnetic circuits for fastening in each of the external and internal parts the magnets and separators, wherein the movable part is mounted on pins in the fixed part and is connected to it with a minimum technological gap between the movable part and the fixed part; wherein the generator is provided with a system of elastic elements for providing oscillatory movements of the movable part relative to the fixed part, consisting of an upper level-block of elastic elements and a lower level-block of elastic elements, each upper and lower level-block of elastic elements is made as a composite or single elastic element in such a way that the possibility of reciprocating springy movement of the movable part of the generator in the axial direction and partial springy movement of the movable part of the generator in the radial direction is ensured and is connected to the fixed part by at least one pin, and is connected to the movable part by another pin, wherein long bushings are installed between the movable part and the upper level-block of elastic elements and the lower level-block of elastic elements, and short bushings are installed between the fixed part and the lower level-block of elastic elements. In this case, the upper and lower level-blocks of elastic elements can be made composite: from three or more elastic elements in shape and with the possibility of connection along the fastening axes; or the upper and lower level blocks of elastic elements are made composite: from three or more elastic elements in shape and with the possibility of connection along the fastening axes.

Изобретение иллюстрируется чертежами, гдеThe invention is illustrated by drawings, where

На фиг. 1 изображен генератор;Fig. 1 shows a generator;

На фиг. 2 изображен вид А на фиг. 1 с системой упругих элементов с частотой 8 Гц;Fig. 2 shows view A in Fig. 1 with a system of elastic elements with a frequency of 8 Hz;

На фиг. 3 изображен вид Б на фиг. 1;Fig. 3 shows view B in Fig. 1;

На фиг. 4 изображено сечение В-В на фиг. 1;Fig. 4 shows section B-B in Fig. 1;

На фиг. 5 изображено сечение Г-Г на фиг. 2;Fig. 5 shows the section G-G in Fig. 2;

На фиг. 6 изображено сечение Д-Д на фиг. 3;Fig. 6 shows section D-D in Fig. 3;

На фиг. 7 изображено сечение Е-Е на фиг. 2;Fig. 7 shows section E-E in Fig. 2;

На фиг. 8 изображен генератор вид аксонометрия;Fig. 8 shows a generator in axonometric view;

На фиг. 9 изображена схема генератора с выпрямителем тока;Fig. 9 shows a diagram of a generator with a current rectifier;

На фиг. 10 изображен вид А на фиг. 1 с системой упругих элементов с частотой 10 Гц;Fig. 10 shows view A in Fig. 1 with a system of elastic elements with a frequency of 10 Hz;

На фиг. 11 изображен вид А на фиг. 1 с системой упругих элементов с частотой 12 Гц;Fig. 11 shows view A in Fig. 1 with a system of elastic elements with a frequency of 12 Hz;

На фиг. 12 изображен уровень-блок системы упругих элементов, выполненный цельно;Fig. 12 shows a level block of a system of elastic elements, made as a single piece;

На фиг. 13 изображен уровень-блок системы упругих элементов, выполненный составным из упругих элементов 38, крепление которых реализовано на осях 30;Fig. 13 shows a level block of a system of elastic elements, made up of elastic elements 38, the fastening of which is implemented on axes 30;

На фиг. 14 изображен уровень-блок системы упругих элементов, выполненный составным из упругих элементов 39, крепление которых реализовано на осях 31;Fig. 14 shows a level block of a system of elastic elements, made up of elastic elements 39, the fastening of which is implemented on axes 31;

На фиг. 15 изображена система упругих элементов 3, выполненная из верхнего уровня-блока 27 и нижнего уровня-блока 28 системы упругих элементов 3 одинаковых по частоте (каждый уровень-блок системы упругих элементов условно показан в цельном исполнении);Fig. 15 shows a system of elastic elements 3, made from an upper level-block 27 and a lower level-block 28 of a system of elastic elements 3 of the same frequency (each level-block of the system of elastic elements is conventionally shown in a one-piece design);

На фиг. 16 изображен первый вариант исполнения системы упругих элементов 3, выполненной из верхнего уровня-блока 27 и нижнего уровня-блока 28 системы упругих элементов 3 различных по частоте (каждый уровень-блок системы упругих элементов условно показан в цельном исполнении);Fig. 16 shows the first embodiment of the system of elastic elements 3, made from the upper level-block 27 and the lower level-block 28 of the system of elastic elements 3 of different frequencies (each level-block of the system of elastic elements is conventionally shown in a single-piece design);

На фиг. 17 изображен второй вариант исполнения системы упругих элементов 3, выполненной из верхнего уровня-блока 27 и нижнего уровня-блока 28 системы упругих элементов 3 различных по частоте (каждый уровень-блок системы упругих элементов условно показан в цельном исполнении).Fig. 17 shows a second embodiment of the system of elastic elements 3, made from an upper level-block 27 and a lower level-block 28 of the system of elastic elements 3 of different frequencies (each level-block of the system of elastic elements is conventionally shown in a single-piece design).

В предпочтительном исполнении генератор возвратно поступательного движения состоит из подвижной части 1, неподвижной части 2, системы упругих элементов 3, обеспечивающих колебания подвижной части относительно неподвижной части и оси 4, причем генератор 1 выполнен с минимальным технологическим зазором между подвижной частью 1 и неподвижной частью 2.In a preferred embodiment, the reciprocating motion generator consists of a movable part 1, a fixed part 2, a system of elastic elements 3 that ensure oscillations of the movable part relative to the fixed part and the axis 4, wherein the generator 1 is made with a minimum technological gap between the movable part 1 and the fixed part 2.

Подвижную часть 1 образует магнитная система 5, включающая внешнюю часть 6 и внутреннюю часть 7, соединенных между собой пластиной 8 с отверстиями и установленных на ней. Каждая из частей состоит из двух или более уровней 9 магнитов 10, расположенных по кругу, центр которого находится на оси 4, причем магниты 10 расположены таким образом, что одноименные полюса магнитов, расположенных в внешней части 6, и магнитов, расположенных в внутренней части 7, направлены в разные стороны вдоль оси, разделены сепаратором внешней части 11 и сепаратором внутренней части 12, выполненных из диэлектрического материала, пластины магнитопровода внешние 13 и пластины магнитопровода внутренние 14, каждая из которых закрепляет между собой магниты 9, сепаратор внешней части 11 и сепаратор внутренней части 12, соответственно.The movable part 1 is formed by a magnetic system 5, including an outer part 6 and an inner part 7, connected to each other by a plate 8 with holes and mounted on it. Each of the parts consists of two or more levels 9 of magnets 10, located in a circle, the center of which is on the axis 4, wherein the magnets 10 are located in such a way that the like poles of the magnets located in the outer part 6 and the magnets located in the inner part 7 are directed in different directions along the axis, separated by a separator of the outer part 11 and a separator of the inner part 12, made of a dielectric material, outer magnetic circuit plates 13 and inner magnetic circuit plates 14, each of which fastens the magnets 9, the separator of the outer part 11 and the separator of the inner part 12, respectively, to each other.

Неподвижную часть 2 образует комплект из двух или более уровней-блоков 15 катушек. Каждый уровень-блок 15 представляет собой катушку 16, которая выполнена из единой медной проволоки и электрически соединена с выпрямителем. Катушка 16 зафиксирована между оправкой стыковочной 17 на плоскостях 40 и 41 и оправкой крепежной 18 на плоскостях 42 и 43. Причем плоскости 40 и 42 удерживают уровень-блок 15 катушек от перемещения по оси 10, а плоскости 41 и 43 - от перемещения в плоскости, перпендикулярной оси 10. В состав неподвижной части 2 входит верхняя крепежная пластина 19 и нижняя крепежная пластина 20, втулки промежуточные 21, втулки нижние 22, установленных на шпильках 25, каждая из которых закреплена на основании 23. При этом основание 23 имеет, по меньшей мере, одно отверстие 44 для крепления неподвижной части 2 генератора (и в целом всего генератора) к транспортному средству или к транспортируемому составу.The fixed part 2 is formed by a set of two or more coil level-blocks 15. Each level-block 15 is a coil 16, which is made of a single copper wire and is electrically connected to the rectifier. The coil 16 is fixed between the coupling mandrel 17 on the planes 40 and 41 and the fastening mandrel 18 on the planes 42 and 43. Moreover, the planes 40 and 42 hold the level-block 15 of the coils from moving along the axis 10, and the planes 41 and 43 from moving in the plane perpendicular to the axis 10. The fixed part 2 includes the upper fastening plate 19 and the lower fastening plate 20, intermediate bushings 21, lower bushings 22, mounted on studs 25, each of which is fixed on the base 23. In this case, the base 23 has at least one opening 44 for fastening the fixed part 2 of the generator (and the entire generator as a whole) to the vehicle or to the transported composition.

Каждый комплект из двух или более уровней-блоков 15 катушек закреплен одним концом между собой, а другим концом закреплен на верхней крепежной пластине 19 и нижней крепежной пластине 20. В каждой из крепежной пластине выполнено отверстие 24 для установки в них уровней-блоков 15 катушек путем размещения в отверстии 24 крепежных оправок 18. При этом оправки стыковочные 17 соседних уровней-блоков 15 катушек зафиксированы между собой посредством выполненных на них стыковочных пазов. Верхняя крепежная пластина 19 блока катушки закреплена на втулках промежуточных 21, каждая из которых одним концом контактируют с верхней крепежной пластиной 19, а другим концом контактирует с нижней крепежной пластиной 20. Крепежная пластина 20 через втулки нижние 22 закреплена на основании 23. При этом пластину крепежную верхнюю 19 вместе с втулками промежуточными 21, пластину крепежную нижнюю 20, с втулками нижними 22 предпочтительно фиксировать с помощью шпилек 25, закрепленных в основании 23 и гаек 26, прижимающих вместе пластину блока катушки верхнюю 19, втулки промежуточные 21, пластину катушки нижнюю 20, втулки нижние 22 к основанию 23 и удерживающих эти детали.Each set of two or more coil level-blocks 15 is secured with one end between them, and with the other end is secured to the upper fastening plate 19 and the lower fastening plate 20. In each of the fastening plates, an opening 24 is made for installing coil level-blocks 15 in them by placing fastening mandrels 18 in the opening 24. In this case, the mating mandrels 17 of adjacent coil level-blocks 15 are secured to each other by means of mating grooves made on them. The upper fastening plate 19 of the coil unit is secured to the intermediate bushings 21, each of which contacts the upper fastening plate 19 with one end and contacts the lower fastening plate 20 with the other end. The fastening plate 20 is secured to the base 23 through the lower bushings 22. In this case, the upper fastening plate 19 together with the intermediate bushings 21, the lower fastening plate 20, with the lower bushings 22 are preferably fixed with the help of studs 25 secured in the base 23 and nuts 26 pressing together the upper coil unit plate 19, the intermediate bushings 21, the lower coil plate 20, the lower bushings 22 to the base 23 and holding these parts.

Систему упругих элементов 3 образуют верхний уровень-блок упругих элементов 27 и нижний уровень-блок упругих элементов 28, выполненных предпочтительно из металлических пружин, расположенных и прикрепленных сверху и снизу к подвижной части 1. Верхний уровень-блок упругих элементов 27 и нижний уровень-блок упругих элементов 28 могут быть выполнены составным или единым упругим элементом таким образом, что обеспечивается возможность возвратно поступательного пружинящего перемещения подвижной части 1 генератора в осевом направлении и частичного пружинящего перемещения подвижной части 1 генератора в радиальном направлении, или составленным из трех и более упругих элементов 38, соединенных посредством соединительных элементов, размещенных по осям крепления 30, или составленными из трех и более упругих элементов 39, соединяемых посредством соединительных элементов, размещенных по осям крепления 31. Верхний уровень-блок упругих элементов 27 и нижний уровень-блок упругих элементов 28 выполнены с возможностью соединения с неподвижной частью 2 посредством соединительного элемента, размещенного, как минимум, на одной оси крепления 30, и с возможностью соединения с подвижной частью 1 посредством соединительного элемента, размещенного, как минимум, на одной оси крепления 31.The system of elastic elements 3 is formed by an upper level-block of elastic elements 27 and a lower level-block of elastic elements 28, preferably made of metal springs located and attached at the top and bottom to the movable part 1. The upper level-block of elastic elements 27 and the lower level-block of elastic elements 28 can be made as a composite or single elastic element in such a way that the possibility of reciprocating springy movement of the movable part 1 of the generator in the axial direction and partial springy movement of the movable part 1 of the generator in the radial direction is ensured, or composed of three or more elastic elements 38 connected by means of connecting elements located along the fastening axes 30, or composed of three or more elastic elements 39 connected by means of connecting elements located along the fastening axes 31. The upper level-block of elastic elements 27 and the lower level-block of elastic elements 28 are designed with the possibility of connection to the fixed part 2 by means of a connecting element located, at least on one fastening axis 30, and with the possibility of connection with the movable part 1 by means of a connecting element located at least on one fastening axis 31.

Между подвижной частью 1 и верхним уровень-блоком упругих элементов 27 установлены втулки длинные 32 упругих элементов. Между подвижной частью 1 и нижним уровень-блоком упругих элементов 28 установлены втулки длинные 32 упругих элементов. При этом предпочтительно иметь три оси крепления 31 подвижной части 1 с верхним уровень-блоком упругих элементов 27, а также предпочтительно иметь три оси крепления 31 подвижной части 1 с нижним уровень-блоком упругих элементов 28. Между неподвижной частью 2 и нижним уровень-блоком упругих элементов 28 установлены втулки короткие 33 упругих элементов. Также предпочтительно иметь три оси крепления 30 неподвижной части 2 с верхним уровень-блоком упругих элементов 27 и предпочтительно иметь три оси крепления 30 неподвижной части 2 с нижним уровень-блоком упругих элементов 28.Between the movable part 1 and the upper level-block of elastic elements 27, long bushings 32 of elastic elements are installed. Between the movable part 1 and the lower level-block of elastic elements 28, long bushings 32 of elastic elements are installed. In this case, it is preferable to have three axes of fastening 31 of the movable part 1 with the upper level-block of elastic elements 27, and it is also preferable to have three axes of fastening 31 of the movable part 1 with the lower level-block of elastic elements 28. Between the fixed part 2 and the lower level-block of elastic elements 28, short bushings 33 of elastic elements are installed. It is also preferable to have three axes of fastening 30 of the fixed part 2 with the upper level-block of elastic elements 27, and it is preferable to have three axes of fastening 30 of the fixed part 2 with the lower level-block of elastic elements 28.

Значение частоты колебаний магнитов относительно катушки системы упругих элементов 3 заявленного генератора может находиться в диапазоне от 1 до 30 Гц. Конструкция системы упругих элементов 3 отдельно взятого генератора может быть образована верхним уровнем-блоком упругих элементов 27 и нижним уровнем блоком упругих элементов 28 одинаковой частоты, как показано на фиг. 16, или различной частоты, как показано на фиг. 17 и 18. При этом конструкция предусматривает возможность изменения частоты и амплитуды колебания подвижной части 1 относительно неподвижной части 2 путем изменения геометрии и размеров упругих элементов 29, или упругих элементов 38, или упругих элементов 39.The value of the frequency of oscillations of the magnets relative to the coil of the system of elastic elements 3 of the claimed generator may be in the range from 1 to 30 Hz. The design of the system of elastic elements 3 of a separate generator may be formed by an upper level-block of elastic elements 27 and a lower level-block of elastic elements 28 of the same frequency, as shown in Fig. 16, or of different frequencies, as shown in Figs. 17 and 18. In this case, the design provides for the possibility of changing the frequency and amplitude of oscillation of the movable part 1 relative to the fixed part 2 by changing the geometry and dimensions of the elastic elements 29, or elastic elements 38, or elastic elements 39.

Работает заявленный генератор следующим образом.The declared generator works as follows.

Перемещение магнитов 9 вдоль оси 10, установленных в подвижной части 1, относительно медных катушек 16, установленных в неподвижной части 2, возникающее вследствие вызванного внешним воздействием на неподвижную часть 2 генератора со стороны транспортного средства, на котором установлен генератор, вызывает изменение магнитного потока, проходящего через каждую катушку 16, что способствует возникновению явления электромагнитной индукции. Вследствие чего в катушках 16 возникает переменный электрический ток. С помощью диодного моста 34 переменный ток преобразуется в постоянный, далее конденсатор 35 сглаживает характеристику полученного постоянного тока, после чего ток, выведенный на контакты 36 и 37, может использоваться для питания компонентов системы или запасания электрической энергии в системах хранения электроэнергии. За счет конструкции, формы и толщины нижнего уровня-блока упругих элементов 28 и верхнего уровня-блока упругих элементов 27, имеющих возможность упруго деформироваться в радиальном направлении в плоскости расположения упругих элементов нижнего уровня-блока упругих элементов 28 и верхнего уровня-блока упругих элементов 27, обеспечивается защита от разрушения магнитов 9, установленных в подвижной части 1, от вибрационных и ударных внешних нагрузок.The movement of magnets 9 along axis 10, installed in movable part 1, relative to copper coils 16, installed in fixed part 2, arising as a result of external action on fixed part 2 of the generator from the side of the vehicle on which the generator is installed, causes a change in the magnetic flux passing through each coil 16, which contributes to the occurrence of the phenomenon of electromagnetic induction. As a result, alternating electric current arises in coils 16. With the help of diode bridge 34, alternating current is converted into direct current, then capacitor 35 smooths the characteristic of the resulting direct current, after which the current, brought out to contacts 36 and 37, can be used to power system components or store electrical energy in energy storage systems. Due to the design, shape and thickness of the lower level-block of elastic elements 28 and the upper level-block of elastic elements 27, which have the ability to elastically deform in the radial direction in the plane of the location of the elastic elements of the lower level-block of elastic elements 28 and the upper level-block of elastic elements 27, protection is provided against destruction of magnets 9 installed in the movable part 1 from vibration and impact external loads.

Таким образом, именно такое конструктивное исполнение предложенного генератора и размещение его элементов конструкции, в процессе работы позволяет реализовать условия, обеспечивающие достижение указанного выше технического результата, а именно: повышение удобства эксплуатации и повышение КПД за счет обеспечения возможности колебаний подвижной части относительно неподвижной во всех направлениях осей декартовой системы координат за счет упругих элементов.Thus, it is precisely this design of the proposed generator and the placement of its design elements during operation that allows the conditions to be realized that ensure the achievement of the above technical result, namely: increased ease of use and increased efficiency due to the possibility of oscillations of the moving part relative to the fixed part in all directions of the axes of the Cartesian coordinate system due to elastic elements.

Claims (1)

Генератор возвратно-поступательного движения, включающий размещенные в одном кожухе подвижную и неподвижную части, магнитопроводы, выпрямитель, контакты, отличающийся тем, что неподвижная часть образована основанием, имеющим по меньшей мере одно отверстие для крепления неподвижной части генератора на транспортном средстве, укрепленные на нем шпильки с длинными и короткими втулками, верхнюю и нижнюю крепежные пластины и по меньшей мере комплектом, состоящим из двух или более уровней-блоков катушек, каждая из которых выполнена из единой медной проволоки, соединена с выпрямителем и зафиксирована между оправкой стыковочной и оправкой крепежной и плоскостями удержания катушек от перемещения их как вдоль оси симметрии генератора, так и в направлении от оси симметрии, при этом каждый из двух или более уровней-блоков катушек закреплен одним концом между собой, а другим концом закреплен на верхней крепежной и нижней крепежной пластине, причем каждая из пластин имеет отверстие для установки в них уровней-блоков катушек путем размещения в отверстиях крепежных оправок, при этом оправки стыковочные соседних уровней-блоков катушек зафиксированы между собой посредством стыковочных пазов, выполненных на них, причем верхняя крепежная пластина размещена на промежуточных втулках, каждая из которых одним концом контактирует с ней, а вторым концом - с нижней крепежной пластиной, которая через нижние опорные втулки размещена на основании; подвижная часть образована магнитной системой, включающей внешнюю и внутреннюю части, соединенные между собой пластиной, имеющей отверстия, причем каждая из внешней и внутренней частей состоит по меньшей мере из двух или более уровней магнитов, расположенных по кругу, центр которого находится на оси симметрии генератора, причем одноименные полюса магнитов внешней части и магнитов внутренней части направлены в разные стороны вдоль оси, и магниты распределены между собой посредством сепаратора внешней части и сепаратора внутренней части, выполненных из диэлектрического материала, и имеет магнитопроводы для скрепления в каждой из внешней и внутренней частей магнитов и сепараторов, причем подвижная часть установлена на шпильках в неподвижной части и сопряжена с ней с минимальным технологическим зазором между подвижной частью и неподвижной частью; при этом генератор снабжен системой упругих элементов для обеспечения колебательных движений подвижной части относительно неподвижной части, состоящей из верхнего уровень-блока упругих элементов и нижнего уровень-блока упругих элементов, каждый верхний и нижний уровень-блоки упругих элементов выполнены составным или единым упругим элементом таким образом, что обеспечивается возможность возвратно-поступательного пружинящего перемещения подвижной части генератора в осевом направлении и частичного пружинящего перемещения подвижной части генератора в радиальном направлении, и по меньшей мере одним соединительным элементом соединен с неподвижной частью, а другим соединительным элементом соединен с подвижной частью, причем между подвижной частью и верхним уровень-блоком упругих элементов и нижним уровень-блоком упругих элементов установлены длинные втулки, а между неподвижной частью и нижним уровень-блоком упругих элементов установлены короткие втулки, причем верхний и нижний уровень-блоки упругих элементов обеспечивают защиту магнитов от вибрационных и ударных нагрузок со стороны транспортного средства за счет подпружиненной их установки относительно корпуса генератора, причем конструкция, форма и толщина исполнения верхнего и нижнего уровней-блоков упругих элементов обеспечивает необходимую упругую деформацию в радиальном направлении в плоскости расположения верхнего и нижнего уровней-блоков упругих элементов.A reciprocating generator comprising a movable and fixed part, magnetic cores, a rectifier, contacts placed in a single casing, characterized in that the fixed part is formed by a base having at least one opening for fastening the fixed part of the generator to a vehicle, studs with long and short bushings fixed thereto, upper and lower fastening plates and at least a set consisting of two or more coil level blocks, each of which is made of a single copper wire, connected to the rectifier and fixed between a docking mandrel and a fastening mandrel and planes for holding the coils from moving both along the axis of symmetry of the generator and in the direction from the axis of symmetry, wherein each of the two or more coil level blocks is fixed at one end to each other, and at the other end is fixed to the upper fastening and lower fastening plates, wherein each of the plates has an opening for installing coil level blocks in them by placing in the openings of the fastening mandrels, wherein the connecting mandrels of adjacent levels-blocks of coils are fixed to each other by means of connecting grooves made on them, and the upper fastening plate is placed on intermediate bushings, each of which contacts it with one end, and with the second end - with the lower fastening plate, which is placed on the base through the lower support bushings; the movable part is formed by a magnetic system including an external and internal part connected to each other by a plate having openings, wherein each of the external and internal parts consists of at least two or more levels of magnets arranged in a circle, the center of which is located on the axis of symmetry of the generator, wherein the same poles of the magnets of the external part and the magnets of the internal part are directed in different directions along the axis, and the magnets are distributed among themselves by means of a separator of the external part and a separator of the internal part, made of a dielectric material, and has magnetic circuits for fastening in each of the external and internal parts the magnets and separators, wherein the movable part is mounted on studs in the fixed part and is connected to it with a minimum technological gap between the movable part and the fixed part; wherein the generator is provided with a system of elastic elements to provide oscillatory movements of the movable part relative to the fixed part, consisting of an upper level-block of elastic elements and a lower level-block of elastic elements, each upper and lower level-block of elastic elements is made of a composite or single elastic element in such a way that the possibility of reciprocating springy movement of the movable part of the generator in the axial direction and partial springy movement of the movable part of the generator in the radial direction is ensured, and is connected to the fixed part by at least one connecting element, and is connected to the movable part by another connecting element, wherein long bushings are installed between the movable part and the upper level-block of elastic elements and the lower level-block of elastic elements, and short bushings are installed between the fixed part and the lower level-block of elastic elements, wherein the upper and lower level-blocks of elastic elements provide protection of the magnets from vibration and impact loads from the vehicle due to their spring-loaded installation relative to the generator housing, wherein the design, shape and thickness of the upper and the lower level-blocks of elastic elements ensures the necessary elastic deformation in the radial direction in the plane of the location of the upper and lower level-blocks of elastic elements.
RU2024105586A 2024-03-04 Reciprocating motion generator RU2825014C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2825014C1 true RU2825014C1 (en) 2024-08-19

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2079956C1 (en) * 1993-08-17 1997-05-20 Ставропольский сельскохозяйственный институт Linear generator-compressor unit for transport
US6952060B2 (en) * 2001-05-07 2005-10-04 Trustees Of Tufts College Electromagnetic linear generator and shock absorber
RU82957U1 (en) * 2008-11-14 2009-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" LINEAR ELECTRIC GENERATOR
RU2368056C1 (en) * 2008-06-05 2009-09-20 Открытое Акционерное Общество "Завод Автоприбор" Magnetoelectric generator of oscillatory motion
RU2462373C2 (en) * 2009-12-24 2012-09-27 Валентин Петрович Смирнов Power unit for electric vehicles

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2079956C1 (en) * 1993-08-17 1997-05-20 Ставропольский сельскохозяйственный институт Linear generator-compressor unit for transport
US6952060B2 (en) * 2001-05-07 2005-10-04 Trustees Of Tufts College Electromagnetic linear generator and shock absorber
RU2368056C1 (en) * 2008-06-05 2009-09-20 Открытое Акционерное Общество "Завод Автоприбор" Magnetoelectric generator of oscillatory motion
RU82957U1 (en) * 2008-11-14 2009-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" LINEAR ELECTRIC GENERATOR
RU2462373C2 (en) * 2009-12-24 2012-09-27 Валентин Петрович Смирнов Power unit for electric vehicles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108630395B (en) AC reactor
CN103098357B (en) Vibration machine and manufacture method thereof
KR20120077864A (en) Linear vibration motor
CN109256265B (en) Electric reactor
JP6556169B2 (en) Electromechanical transducer device for converting between mechanical energy and electrical energy
JP2011217431A (en) Vibration generator using blade spring and blade spring for vibration generators
RU2825014C1 (en) Reciprocating motion generator
KR101765539B1 (en) Molded Transformer
CN111566901B (en) motor
US3591815A (en) Moving coil electromagnetic vibrators
KR20220061235A (en) Transformer coil block design for seismic applications
CN110223832B (en) Coil unit
US2846598A (en) Vibration generator
JP7264740B2 (en) Core body including outer core, reactor including such core body, and manufacturing method
EP0145058A2 (en) Electrical vibrator-compression device
RU2851223C1 (en) End part of stator of impact turbogenerator
CN120855809B (en) Vibration motor
RU2018107266A (en) RETURN-GENERATOR
RU2018129463A (en) RETURN-GENERATOR
KR100401177B1 (en) A generator for converting from kinetic energy into electric energy
KR102855959B1 (en) Stator for electric compressor
EP2689521B1 (en) Magneto-inductive energy harvesting
KR20010000608A (en) A generator for converting from kinetic energy into electric energy
JP7490375B2 (en) Reactor
CN105358866B (en) Mounting structure for motor